一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法及装置

1.本技术涉及医疗器械领域，特别是涉及一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法及装置。


背景技术：

2.髋臼是髋关节的重要组成部分，由于髋关节负重大，活动度大，因此也很容易发生损伤。而髋臼周围的不规则缺损主要由感染、炎症、肿瘤、先天畸形、严重创伤五种方式导致，按照harrington分级系统主要分为：ⅰ型：仅髋臼下方缺损、ⅱ型：髋臼内壁缺损并向盆腔内转移、ⅲ型：缺损涉及髋臼内壁、侧缘及上穹、ⅳ型：孤立性病变导致的少见型缺损。髋臼周围缺损多变，且不规则，导致假体设计、术中安装都有很大难度。
3.目前，针对髋臼周围不规则骨缺损的主要解决方案为通过个性化骨盆假体的设计进行匹配式植入固定，如图7所示，该技术所设计的假体形态是一个整体，但是所设计的假体在实际手术植入中会因手术视野显露不充分或被突出的骨质、骨赘等阻碍，无法装入原本规划好的理想位置。在这种情况下，需要医师根据自我经验术中规划解决方案，该解决可能对手术、假体固定带来一系列连锁反应。可能导致最终所固定的假体和术前规划状态判若云泥。
4.因此，如何解决上述在针对髋臼周围不规则骨缺损，进行骨盆假体匹配式植入固定所造成的技术问题成为了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法及装置，用于解决现有技术中的问题。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本技术一方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法，包括：获取填充有膨胀体的3d打印骨盆的三维扫描数据，分离出膨胀体的模型，所述3d打印骨盆包括髋臼缺损区域；所述膨胀体为将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点；将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以分别形成区域模块；构建分别用于将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件；构建用于将各所述区域模块撑开的辅助撑开模块，所述辅助撑开模块适于将各区域模块撑开以形成膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。
7.在本发明的一些实施方式中，所述3d打印骨盆是基于患者骨盆区域三维扫描及三维重建后打印形成。
8.在本发明的一些实施方式中，所述髋臼缺损区域包括髂骨区、耻骨区和坐骨区；所述膨胀体与髂骨区、耻骨区和坐骨区分别有一个或多个接触点。
9.在本发明的一些实施方式中，所述接触面分别为髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨
接触面；分别基于所述髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以对应形成髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块。
10.在本发明的一些实施方式中，构建获得的辅助撑开模块，所述辅助撑开模块为柱形结构，所述辅助撑开模块的直径从一端到另一端由小逐渐变大。
11.在本发明的一些实施方式中，基于各区域模块构建与辅助撑开模块相配合的第一槽体模块，各所述第一槽体模块可组合形成用于容纳辅助撑开模块的第一容纳模块。
12.在本发明的一些实施方式中，构建用于连接辅助撑开模块的臼杯模块；基于各所述区域模块构建第二槽体模块，各所述第二槽体模块可组合形成用于容纳部分臼杯模块的第二容纳模块。
13.在本发明的一些实施方式中，在各区域模块上构建滑动组件中的滑轨模块，并构建与所述滑轨模块相配合的滑块模块；优选的，在所述滑块模块上构建用于限定滑块模块运动位置的限定块模块；在各接触面上构建与限位块模块相配合的限位滑槽模块。
14.在本发明的一些实施方式中，基于辅助撑开模块构建第三容纳模块，所述第三容纳模块用于容纳剩余的臼杯模块；优选的，在第三容纳模块中构建固位孔；在臼杯模块底部构建与固位孔相配合的固位模块。
15.在本发明的一些实施方式中，形成的各所述区域模块适于在未被辅助撑开模块撑开的状态下能围合形成初始膨胀假体模型；所述初始膨胀假体模型的尺寸适于配合髋臼缺损区域的入口区的尺寸。
16.本发明另一方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置，包括：膨胀体模型获取单元，用于获取填充有膨胀体的3d打印骨盆的三维扫描数据，并分离出膨胀体的模型，所述3d打印骨盆包括髋臼缺损区域；所述膨胀体为将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点；区域模块构建单元，用于将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以分别形成区域模块；滑动组件构建单元，用于构建将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件；辅助撑开模块构建单元，用于构建将各所述区域模块撑开的辅助撑开模块，所述辅助撑开模块适于将各区域模块撑开以形成膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。
17.本发明另一方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的制备方法，所述方法包括：根据如前所述的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法构建获得的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型，制备适用于髋臼缺损修复的膨胀假体。
18.本发明另一方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体，由前述的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法构建获得、或由前述的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的制备方法制备获得。
19.在本发明的一些实施方式中，适用于髋臼缺损修复的膨胀假体包括适于与髋臼缺损区域相配合的多个区域假体部，相邻的所述区域假体部之间设有间隔部，相邻所述区域假体部之间通过滑动组件连接，还包括用于撑开各所述区域假体部的辅助撑开部。
20.本发明另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如前所述的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法的步
骤。
21.本发明另一方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行如前所述的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法的步骤。
附图说明
22.图1显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法。
23.图2显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的爆炸结构示意图。
24.图3显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的收缩状态的结构示意图(臼杯未画出)。
25.图4显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体预植入髋臼缺损位置的立体结构示意图。
26.图5显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体植入髋臼缺损位置的立体结构示意图。
27.图6显示为本技术适用于髋臼缺损修复的膨胀假体植入后髋臼缺损位置进一步安装股骨的结构示意图。
28.图7显示为现有技术中假体预植入髋臼缺损位置的结构示意图。
29.元件标号说明
[0030]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
区域假体部
[0031]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
髂骨膨胀假体部
[0032]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
坐骨膨胀假体部
[0033]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
耻骨膨胀假体部
[0034]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
辅助撑开部
[0035]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑动组件
[0036]
31
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滑轨
[0037]
32
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
滑块
[0038]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
臼杯假体
[0039]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固位件
[0040]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一容纳腔
[0041]
51
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第一槽体
[0042]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二容纳腔
[0043]
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二槽体
[0044]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三容纳腔
[0045]
71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
固位孔
[0046]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限位块
[0047]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限位滑槽
[0048]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
间隔部
[0049]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
骨盆
[0050]
110
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
股骨头
[0051]
111
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
股骨柄
具体实施方式
[0052]
如图1，本技术第一方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法，包括：
[0053]
s1：获取填充有膨胀体的3d打印骨盆的三维扫描数据，分离出膨胀体的模型，所述3d打印骨盆包括髋臼缺损区域；所述膨胀体为将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点；
[0054]
s2：将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以分别形成区域模块；
[0055]
s3：构建分别用于将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件；
[0056]
s4：构建用于将各所述区域模块撑开的辅助撑开模块，所述辅助撑开模块适于将各区域模块撑开以形成膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。
[0057]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法，可以包括：提供3d打印骨盆，所述3d打印骨盆是基于患者骨盆区域三维扫描及三维重建后打印形成。更具体的：
[0058]
1)先对患者骨盆区域进行三维扫描，获得dicom或jpeg数据，所述三维扫描仪器例如可以为ct机。
[0059]
2)使用软件对扫描好的骨盆进行数据的三维重建，所述软件可以为medraw、mimics等三维重建软件。
[0060]
3)通过3d打印机打印出重建的患者骨盆区域模型，所述3d打印机例如可以为isla1900d。并对打印好后的患者骨盆三维模型不规则缺损区域进行分区，所述髋臼缺损区域包括髂骨区、耻骨区和坐骨区。髂骨区、耻骨区和坐骨区围合形成髋臼缺损区域的基本形态。髋臼缺损区域还包括入口处，入口处为椭圆形。入口处即为髋臼磨搓后形成的开口。入口处的直径为50～55mm。
[0061]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成膨胀体，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点。在一些实施例中，可充气弹性体例如可以是气球。将气球自髋臼缺损区域的入口处进入，并经过充气膨胀，与髋臼缺损区域逐渐的产生多个接触点，这些接触点可以分布于髂骨区、耻骨区、坐骨区三个区域后停止膨胀。在一些实施例中，接触点的个数例如可以是3～n个，n可以是无数个。更具体的，所述髂骨区、耻骨区、坐骨区分别与膨胀体至少有一个接触点。
[0062]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，将所述3d打印骨盆与膨胀体共同三维扫描，并通过软件分离出膨胀体的模型。其中，扫描仪器可以为creaform三维扫描仪。软件可以是medraw。通常情况下，当可充气弹性体在3d打印骨盆的髋臼缺损区域膨胀后，由于髋臼缺损区域的直径通常小于髋臼缺损区域内部的直径，因此，膨胀体不能从3d打印骨盆的髋臼缺损区域取出，所以，需要作为一个整体进行三维扫描，扫描后获得3d打印骨盆的模型和位于3d打印骨盆的模型的髋臼缺损区域的膨胀体的模型；可以
通过软件将3d打印骨盆的模型分离或去除，从而分离得到膨胀体的模型。
[0063]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，间隔区的宽度例如可以5mm～10mm。在一些实施例中，间隔区的宽度例如可以为5mm～8mm、8mm～10mm、5mm～6mm、6mm～7mm、7mm～8mm、8mm～9mm、或9mm～10mm等。基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸一定的距离以分别形成区域模块。通常情况下，延伸的距离例如可以为5～70mm。通过将各区域模块3d打印以形成多个区域假体部1，多个区域假体部1与髋臼缺损区域相配合，具体是指，多个区域假体部1与髋臼缺损区域贴合或者有3～n个接触点，并通过接触点来确定各个区域假体部1具体固定在髋臼缺损区域的位置。
[0064]
在一些实施例中，所述接触面分别为髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨接触面。分别基于所述髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以对应形成髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块。通过将髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块3d打印分别形成髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13。髂骨膨胀假体部11包括髂骨区接触部，髂骨区接触部是与患者实际的髂骨区拟接触的部位。坐骨膨胀假体部12包括坐骨区接触部，坐骨区接触部是与患者实际的坐骨区拟接触的部位。耻骨膨胀假体部13包括耻骨区接触部，耻骨区接触部是与患者实际的耻骨区拟接触的面。其中，
[0065]
在一具体实施例中，通常情况下，应用时，将髂骨接触面3d打印出来形成髂骨区接触部，会与髂骨区可以有一个或多个接触点，某些情况下，根据患者的实际情况，髂骨区接触部可以与髂骨区可以基本贴合，因此，此种情况下，髂骨区接触部可以与髂骨区有无穷多个接触点。通常情况下，髂骨区接触部与髂骨区接触点数量主要是由不规则缺损形态所致，具体应用时，可以通过接触点处将髂骨膨胀假体部11通过髂骨区接触部与髂骨区进行固位。固位的方式例如可以是螺母螺钉固位。
[0066]
在另一具体实施例中，通常情况下，应用时，将坐骨接触面3d打印出来形成坐骨区接触部，会与坐骨可以有一个或多个接触点，某些情况下，根据患者的实际情况，坐骨接触面可以与坐骨区可以基本贴合，因此，此种情况下，坐骨区接触部可以与坐骨区有无穷多个接触点。通常情况下，坐骨区接触部与坐骨区接触点数量主要是由不规则缺损形态所致，具体应用时，可以通过接触点处将坐骨膨胀假体部12通过坐骨区接触部与坐骨区进行固位。固位的方式例如可以是螺母螺钉固位。
[0067]
在另一具体实施例中，通常情况下，应用时，将耻骨接触面3d打印出来形成耻骨区接触部，会与耻骨可以有一个或多个接触点，某些情况下，根据患者的实际情况，耻骨区接触部可以与耻骨区可以基本贴合，因此，此种情况下，耻骨区接触部可以与耻骨区有无穷多个接触点。通常情况下，耻骨区接触部与耻骨区接触点数量主要是由不规则缺损形态所致，具体应用时，可以通过接触点处将耻骨膨胀假体部13通过耻骨区接触部与耻骨区进行固位。固位的方式例如可以是螺母螺钉固位。
[0068]
在一些实施例中，各个区域模块初始状态下可以收缩集合，所述集合形态一般为椭圆形，集合形态也成为初始膨胀假体模型，所述初始假体模型的尺寸与髋臼缺损区域的入口处的尺寸相匹配。这里相匹配具体是指，集合后的初始膨胀假体模型的尺寸等于或者
略小于入口处的尺寸，从而可以使得初始假体模型可以顺利通过髋臼缺损区域的入口处，进一步通过辅助撑开模块将各个区域模块张开。初始假体模型的直径可以为40～50mm、50～60mm、40～45mm、45～50mm、50～55mm、或55～60mm等。膨胀假体模型的直径可以为100～110mm、110～120mm、100～105mm、105～110mm、110～115mm、或115～120mm等。
[0069]
在一具体实施例中，髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块形状相同，且可以集合成初始膨胀假体模型。3d打印后，初始膨胀假体模型为初始膨胀假体。初始状态下，如图3，可以通过滑动组件3将髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13相互集合到初始状态，形成的是初始膨胀假体，初始膨胀假体的直径例如可以是40～50mm。此时，髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13相互之间不存在间隔部10或者间隔部10的间距很小。初始状态下，初始膨胀假体可以顺利的通过髋臼缺损区域的入口处，即初始膨胀假体的尺寸与髋臼缺损区域的入口区的尺寸相匹配。在一实施例中，各所述间隔部10的宽度为5mm～10mm。在一些实施例中，间隔部10的宽度例如可以为5mm～8mm、8mm～10mm、5mm～6mm、6mm～7mm、7mm～8mm、8mm～9mm、或9mm～10mm等。
[0070]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，构建用于将各所述区域模块撑开的辅助撑开模块。通常情况下，构建获得的辅助撑开模块通常情况下可以为柱体。辅助撑开模块的直径由小逐渐变大，具体的，应用时，辅助撑开模块适用于朝向髋臼缺损区域的入口区的直径逐渐变大。这样初始进入各区域模块中的辅助撑开模块直径小，进而直径逐渐变大，应用时，可以顺利的将各区域模块撑开，使得各个区域模块膨胀到合适位置与盆骨实际髋臼缺损区域产生若干个接触点，进而通过接触点的位置去将各个区域模块固定在骨盆实际髋臼缺损区域处。通过将辅助撑开模块3d打印形成辅助撑开部2。如图2，所述辅助撑开部2为柱体，所述辅助撑开部2的直径由小逐渐变大，具体的，应用时，所述辅助撑开部2适用于朝向髋臼缺损区域的入口区的直径逐渐变大。这样初始进入各区域假体部1中的辅助撑开部2直径小，进而直径逐渐变大，应用时，可以顺利的将各区域假体部1撑开，使得各个区域假体部1膨胀到合适位置与盆骨实际髋臼缺损区域产生若干个接触点，进而通过接触点的位置去将各个区域模块固定在骨盆100实际髋臼缺损区域处。
[0071]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，基于各区域模块构建与辅助撑开模块相配合的第一槽体模块。各所述第一槽体模块可组合形成用于容纳辅助撑开模块的第一容纳模块。在一具体实施例中，以各区域模块包括髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块为例说明，髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块分别包括第一槽体模块，在髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块集合状态下，各所述第一槽体模块可围合形成柱形腔体，所述柱形腔体的直径与辅助撑开模块的最小直径处相匹配。而当髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块被辅助支撑模块撑开的情况下，各个第一槽体模块之间有间隔，各第一槽体模块及间隔围合形成的空间与辅助支撑模块的外形匹配，从而可以很好的容纳辅助支撑模块。通过对应3d打印第一槽体模块形成第一槽体。如图2，所述各区域假体部1上分别设有与辅助撑开部2相配合的第一槽体51，各所述第一槽体51可组合形成用于容纳辅助支撑部的第一容纳腔5。在一具体实施例中，以各区域假体部1包括髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13为例说明，髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13分别包括第一槽体51，在髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨
胀假体部13集合状态下，如图3，各所述第一槽体51可围合形成柱形容纳腔，所述柱形腔体的直径与辅助撑开部2的最小直径处相匹配。而当髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13被辅助支撑部撑开的情况下，各个第一槽体51之间有间隔，各第一槽体51及间隔围合形成的空间与辅助支撑部的外形匹配，从而可以很好的容纳辅助支撑部。
[0072]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，构建分别用于将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件，通常情况下，滑动组件包括滑轨模块和滑块模块，其中滑轨模块和滑块模块的具体构建步骤如下：在各区域模块上构建滑动组件中的滑轨模块，并构建与所述滑块模块相配合的滑块模块。具体的，例如可以在髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块上分别构建滑轨模块，滑轨模块为弧形滑轨，并构建与滑轨模块相配合的滑块模块，滑块模块例如可以是与弧形滑轨配合的滑块模块，滑块模块的尺寸等于或者略小于滑轨模块的尺寸。且滑块模块处于相邻的两个滑轨模块之间。例如当辅助撑开模块撑开各个区域模块的过程中，滑块模块在两个滑轨模块中滑动，使得相邻的区域模块相反方向运动，使得相邻的两个区域模块膨胀到与髋臼缺损区域接触。在所述滑块模块上构建用于限定滑块模块运动位置的限定块模块；在各接触面上构建与限位块模块相配合的限位滑槽模块，限位块模块可以沿限位滑槽模块滑动。为了保证膨胀到最大时，各个区域模块不会脱离，因此在滑块上构建限位块模块，并在区域模块的接触面上构建与限位块模块配合的限位槽模块。在一些实施例中，滑轨模块的弧长可以为πmm～10πmm。滑块模块的弧长例如可以为2πmm～20πmm、2πmm～10πmm、10πmm～20πmm、2πmm～4πmm、4πmm～8πmm、8πmm～10πmm、10πmm～12πmm、12πmm～14πmm、14πmm～16πmm、16πmm～18πmm、或18πmm～20πmm等。限位滑槽模块的弧长为πmm～10πmm、πmm～5πmm、5πmm～10πmm、πmm～2πmm、2πmm～3πmm、3πmm～4πmm、4πmm～5πmm、5πmm～6πmm、6πmm～7πmm、7πmm～8πmm、8πmm～9πmm、或9πmm～10πmm等。限位块模块的高度为20～50mm、20～30mm、30～40mm、或40～50mm等。
[0073]
将滑轨模块和滑块模块对应进行3d打印形成滑轨31和滑块32。如图2，所述滑动组件3包括设于各所述区域假体部1上的滑轨31和可沿相邻所述滑轨31滑动的滑块32。例如可以在髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13上分别设有滑轨31，滑轨31为弧形滑轨31，滑块32例如可以是与弧形滑轨31配合的滑块32，滑块32的尺寸大于滑轨31的尺寸。且滑块32处于相邻的两个滑轨31之间。例如当辅助撑开部2撑开各个区域模块的过程中，滑块32在两个滑轨31中滑动，使得相邻的区域模块相反方向运动，使得相邻的两个区域假体部1膨胀到与髋臼缺损区域接触。在一些实施例中，滑轨的弧长可以为πmm～10πmm。滑块的弧长例如可以为2πmm～20πmm。
[0074]
将限定滑块模块3d打印形成限定滑块32，限定滑块32用于限定滑块32滑动位置。将限位滑槽模块3d打印形成限位滑槽9，所述限位块8与限位滑槽9相配合。限位块8可以沿限位滑槽9滑动。为了保证膨胀到最大时，各个区域假体部1不会脱离，因此限位块8设置在滑块32上，可以限制限位块8移动的位置，并进一步限定滑块32的移动。在一些实施例中，限位滑槽的弧长为πmm～10πmm。限位块的高度为20～50mm。
[0075]
本技术所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法中，构建用于连接辅助撑开模块的臼杯模块；基于所述各区域模块构建第二槽体模块，各所述第二槽体模块可组合形成用于容纳部分臼杯模块的第二容纳模块。
[0076]
在一具体实施例中，臼杯模块与辅助撑开模块连接，其中辅助撑开模块中会进一
步构建与臼杯模块的底部相配合的第三容纳模块，将部分的臼杯模块底部容纳在其中，然后固位，例如可以通过螺丝螺钉固位。由于臼杯模块开口处的直径大于辅助撑开模块的直径，因此，还有部分的臼杯模块需要通过第二容纳模块容纳。即一部分的臼杯模块容纳于第三容纳模块中，然后未被第三容纳模块容纳的臼杯模块容纳于第二容纳模块中。
[0077]
将臼杯模块、第二槽体模块、第二容纳模块、第三容纳模块进行3d打印分别形成臼杯假体4、第二槽体61、第二容纳腔6、第三容纳腔7。如图2，臼杯假体4与辅助撑开部2连接；所述各区域假体部1上分别设有与臼杯相配合的第二槽体61，各所述第二槽体61可组合形成用于容纳部分臼杯假体4的第二容纳腔6。臼杯假体4与辅助撑开部2连接，其中辅助撑开部2上设有用于容纳剩余臼杯假体4的第三容纳腔7，与臼杯假体4的底部相配合，将部分的臼杯假体4底部容纳在第三容纳腔7，然后固位，在一具体实施例中，所述第三容纳腔7中设有固位孔71，所述臼杯假体4底部设有与固位孔相配合的固位件41。例如可以通过螺丝螺钉固位。由于臼杯假体4开口处的直径大于辅助撑开部2的直径，因此，还有部分的臼杯假体4需要通过第二容纳腔6容纳。臼杯假体4可以进一步与股骨头110以及股骨柄111连接，并保证可旋转中心位置准确。
[0078]
本发明的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法，可以基于膨胀体的模型获得理想的膨胀模型的形态，且可充气弹性体充气膨胀后在不规则区域的接触点，也是模型撑开后与不规则区域的受力点。并基于膨胀体的模型划分多个区域，进而构建获得多个区域模块，在各个区域模块并拢集中状态下，可以顺利通过小口径的髋臼缺损区域入口，进入后可以通过辅助撑开模块将各个区域模块撑开以实现膨胀状态，即本发明的膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。通过膨胀模型中假体与髋臼骨缺损界面所产生的3～n个空间固定点或固定区域位进行固定，以假体模块化对应骨缺损模块化解决现有的假体设计形态无法较完美的匹配患者的不规则缺损区域，并通过模块化膨胀模型的设计解决现有的假体在实际手术植入过程中会因为突出骨质、骨赘等影响而无法植入的问题。
[0079]
本发明第二方面提供适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置，包括：
[0080]
膨胀体模型获取单元，用于获取填充有膨胀体的3d打印骨盆的三维扫描数据，并分离出膨胀体的模型，所述3d打印骨盆包括髋臼缺损区域；所述膨胀体为将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点；
[0081]
区域模块构建单元，用于将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸以分别形成区域模块；
[0082]
滑动组件构建单元，用于构建将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件；
[0083]
辅助撑开模块构建单元，用于构建将各所述区域模块撑开的辅助撑开模块，所述辅助撑开模块适于将各区域模块撑开以形成膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。
[0084]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置中，所述3d打印骨盆是基于患者骨盆区域三维扫描及三维重建后打印形成。更具体的：
[0085]
1)先对患者骨盆区域进行三维扫描，获得dicom或jpeg数据，所述三维扫描仪器例如可以为ct机。
[0086]
2)使用软件对扫描好的骨盆进行数据的三维重建，所述软件可以为medraw、mimics等三维重建软件。
[0087]
3)通过3d打印机打印出重建的患者骨盆区域模型，所述3d打印机例如可以为isla1900d。并对打印好后的患者骨盆三维模型不规则缺损区域进行分区，所述髋臼缺损区域包括髂骨区、耻骨区和坐骨区。髂骨区、耻骨区和坐骨区围合形成髋臼缺损区域的基本形态。髋臼缺损区域还包括入口处，入口处为椭圆形。入口处即为髋臼磨搓后形成的开口。入口处的直径为50～55mm。
[0088]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置中，膨胀体为将可充气弹性体在所述髋臼缺损区域内充气形成，所述膨胀体与髋臼缺损区域有多个接触点。在一些实施例中，可充气弹性体例如可以是气球。将气球自髋臼缺损区域的入口处进入，并经过充气膨胀，与髋臼缺损区域逐渐的产生多个接触点，这些接触点可以分布于髂骨区、耻骨区、坐骨区三个区域后停止膨胀。在一些实施例中，接触点的个数例如可以是3～n个，n可以是无数个。更具体的，所述髂骨区、耻骨区、坐骨区分别与膨胀体至少有一个接触点。
[0089]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置中，膨胀体的模型是将所述3d打印骨盆与膨胀体共同三维扫描，并通过软件分离出。其中，扫描仪器可以为creaform三维扫描仪。软件可以是medraw。通常情况下，当可充气弹性体在3d打印骨盆的髋臼缺损区域膨胀后，由于髋臼缺损区域的直径通常小于髋臼缺损区域内部的直径，因此，膨胀体不能从3d打印骨盆的髋臼缺损区域取出，所以，需要作为一个整体进行三维扫描，扫描后获得3d打印骨盆的模型和位于3d打印骨盆的模型的髋臼缺损区域的膨胀体的模型；可以通过软件将3d打印骨盆的模型分离或去除，从而分离得到膨胀体的模型。
[0090]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置中，将所述膨胀体的模型外轮廓划分出多个接触区，相邻所述接触区之间有间隔区，间隔区的宽度例如可以5mm～10mm。在一些实施例中，间隔区的宽度例如可以为5mm～8mm、8mm～10mm、5mm～6mm、6mm～7mm、7mm～8mm、8mm～9mm、或9mm～10mm等。基于各所述接触区的轮廓面分别构建接触面；基于各所述接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸一定的距离以分别形成区域模块。通常情况下，延伸的距离例如可以为5～70mm。
[0091]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建装置中，髂骨膨胀区域模块构建单元，基于所述髂骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸形成。
[0092]
坐骨膨胀区域模块构建单元，基于所述坐骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸形成。
[0093]
耻骨膨胀区域模块构建单元，基于所述耻骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸形成。
[0094]
在一些实施例中，各个区域模块构建单元初始状态下可以收缩集合，所述集合形态一般为椭圆形，集合形态也成为初始膨胀假体模型，所述初始假体模型的尺寸与髋臼缺损区域的入口处的尺寸相匹配。这里相匹配具体是指，集合后的初始膨胀假体模型的尺寸等于或者略小于入口处的尺寸，从而可以使得初始假体模型可以顺利通过髋臼缺损区域的入口处，进一步通过辅助撑开模块将各个区域模块张开。
[0095]
在一具体实施例中，髂骨膨胀区域模块构建单元、坐骨膨胀区域模块构建单元和
耻骨膨胀区域模块构建单元形状相同，且可以集合成初始膨胀假体模型构建单元。
[0096]
辅助撑开模块构建单元为柱形结构，所述辅助撑开模块的直径从一端到另一端由小逐渐变大。具体的，应用时，辅助撑开模块适用于朝向髋臼缺损区域的入口区的直径逐渐变大。这样初始进入各区域模块中的辅助撑开模块直径小，进而直径逐渐变大，应用时，可以顺利的将各区域模块撑开，使得各个区域模块膨胀到合适位置与盆骨实际髋臼缺损区域产生若干个接触点，进而通过接触点的位置去将各个区域模块固定在骨盆实际髋臼缺损区域处。
[0097]
第一槽体滑块构建单元，用于基于各区域模块构建与辅助撑开模块相配合的第一槽体模块。各所述第一槽体模块可组合形成用于容纳辅助撑开模块的第一容纳模块。在一具体实施例中，以各区域模块包括髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块为例说明，髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块分别包括第一槽体模块，在髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块集合状态下，各所述第一槽体模块可围合形成柱形腔体，所述柱形腔体的直径与辅助撑开模块的最小直径处相匹配。而当髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块被辅助支撑模块撑开的情况下，各个第一槽体模块之间有间隔，各第一槽体模块及间隔围合形成的空间与辅助支撑模块的外形匹配，从而可以很好的容纳辅助支撑模块。
[0098]
滑动组件构建单元，用于分别构建将各相邻所述区域模块滑动连接的滑动组件，通常情况下，滑动组件包括滑轨模块和滑块模块。
[0099]
滑轨模块构建单元，用于在各区域模块上构建滑动组件中的滑轨模块。
[0100]
滑块模块构建单元，用于构建与所述滑块模块相配合的滑块模块。具体的，例如可以用于在髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块上分别构建滑轨模块，滑轨模块为弧形滑轨，并构建与滑轨模块相配合的滑块模块，滑块模块例如可以是与弧形滑轨配合的滑块模块，滑块模块的尺寸等于或者略小于滑轨模块的尺寸。且滑块模块处于相邻的两个滑轨模块之间。例如当辅助撑开模块撑开各个区域模块的过程中，滑块模块在两个滑轨模块中滑动，使得相邻的区域模块相反方向运动，使得相邻的两个区域模块膨胀到与髋臼缺损区域接触。
[0101]
限定块模块构建单元，用于在所述滑块模块上构建用于限定滑块模块运动位置的限定块模块。
[0102]
限位滑槽模块构建单元，用于在各接触面上构建与限位块模块相配合的限位滑槽模块。限位块模块可以沿限位滑槽模块滑动。为了保证膨胀到最大时，各个区域模块不会脱离，因此在滑块上构建限位块模块，并在区域模块的接触面上构建与限位块模块配合的限位槽模块。
[0103]
在一些实施例中，滑轨模块的弧长可以为πmm～10πmm。滑块模块的弧长例如可以为2πmm～20πmm、2πmm～10πmm、10πmm～20πmm、2πmm～4πmm、4πmm～8πmm、8πmm～10πmm、10πmm～12πmm、12πmm～14πmm、14πmm～16πmm、16πmm～18πmm、或18πmm～20πmm等。限位滑槽模块的弧长为πmm～10πmm、πmm～5πmm、5πmm～10πmm、πmm～2πmm、2πmm～3πmm、3πmm～4πmm、4πmm～5πmm、5πmm～6πmm、6πmm～7πmm、7πmm～8πmm、8πmm～9πmm、或9πmm～10πmm等。限位块模块的高度为20～50mm、20～30mm、30～40mm、或40～50mm等。
[0104]
臼杯模块构建单元，用于构建连接辅助撑开模块的臼杯模块。
[0105]
第二槽体模块构建单元，用于构建基于所述各区域模块的第二槽体模块。
[0106]
第二容纳模块构建单元，用于构建基于各所述第二槽体模块可组合形成容纳部分臼杯模块的第二容纳模块。
[0107]
第三容纳模块，用于在辅助撑开模块中进一步构建与臼杯模块的底部相配合的第三容纳模块。将部分的臼杯模块底部容纳在第三容纳模块，然后固位，例如可以通过螺丝螺钉固位。由于臼杯模块开口处的直径大于辅助撑开模块的直径，因此，还有部分的臼杯模块需要通过第二容纳模块容纳。即一部分的臼杯模块容纳于第三容纳模块中，然后未被第三容纳模块容纳的臼杯模块容纳于第二容纳模块中。
[0108]
通过各个构建单元构建本发明的膨胀假体模型，所述膨胀假体模型的外轮廓与膨胀体的模型外轮廓相匹配。通过膨胀模型中假体与髋臼骨缺损界面所产生的3～n个空间固定点或固定区域位进行固定，以假体模块化对应骨缺损模块化解决现有的假体设计形态无法较完美的匹配患者的不规则缺损区域，并通过模块化膨胀模型的设计解决现有的假体在实际手术植入过程中会因为突出骨质、骨赘等影响而无法植入的问题。
[0109]
本技术第三方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的制备方法，所述方法包括：根据本技术第一方面所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法构建获得的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型，制备适用于髋臼缺损修复的膨胀假体。根据所述的模型制备获得适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如，可以采用3d打印等方法，通常来说，假体优选可以采用钛合金材料进行3d打印。
[0110]
本技术第四方面提供一种适用于髋臼缺损修复的膨胀假体，由本技术第一方面所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法构建获得、或由本技术第二方面所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的制备方法制备获得。
[0111]
如图2～6所示，本技术实施例提供一种膨胀假体，包括适于与髋臼缺损区域相配合的多个区域假体部1，相邻的所述区域假体部1之间设有间隔部10，相邻所述区域假体部1之间通过滑动组件3连接，还包括用于撑开各所述区域假体部1的辅助撑开部2。其中，多个区域假体部1与髋臼缺损区域相配合，具体是指，多个区域假体部1与髋臼缺损区域贴合或者有3～n个接触点，并通过接触点来确定各个区域假体部1具体固定在髋臼缺损区域的位置。
[0112]
本发明所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体的具体工作过程为：
[0113]
如图4，医师在术中首先将通过滑动组件3将多个区域假体部1例如髂骨膨胀假体部11、坐骨膨胀假体部12和耻骨膨胀假体部13集合到最小，即初始膨胀假体，然后将初始膨胀假体自髋臼缺损区域的入口处进入髋臼缺损区域内部，如图5，进一步的将辅助撑开部2自多个区域假体部1的第一槽体51置入，随着辅助撑开部2进入的直径越来越大，可以将多个区域假体部1撑开到与髋臼缺损区域接触并产生3～n个接触点，膨胀成了本发明的膨胀假体。然后再通过接触点定位后用紧固件将多个区域假体部1分别与相应的髋臼缺损区域固定。例如如果是髂骨膨胀假体部11，则与髂骨区固位，如果是坐骨膨胀假体部12，则与坐骨区固位，如果是耻骨膨胀假体部13，则与耻骨区固位。最终通过松质骨进行稳固。如图6，臼杯假体4可以进一步与股骨头110以及股骨柄111连接，并保证可旋转中心位置准确。
[0114]
本发明的膨胀假体，适用于髋臼缺损修复，该膨胀假体能够有效适用于髂骨、耻
骨、髋骨区域的各类型不规则缺损，通过模块化膨胀模型的设计解决现有的假体在实际手术植入过程中会因为突出骨质、骨赘等影响而无法植入的问题。
[0115]
本技术第五方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现本技术第一方面所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法的步骤。
[0116]
本技术第六方面提供一种设备，包括：处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述设备执行本技术第一方面所提供的适用于髋臼缺损修复的膨胀假体模型的构建方法的步骤。
[0117]
以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。
[0118]
实施例1
[0119]
1)首先对患者骨盆区域采用ct机进行三维扫描，获得dicom或jpeg数据；
[0120]
2)使用medraw或mimics软件对扫描好的骨盆进行数据的三维重建；
[0121]
3)通过3d打印机(isla1900d)打印出重建的患者骨盆区域模型，并对打印好后的患者骨盆三维模型不规则缺损区域进行分区，分为髂骨区、耻骨区和坐骨区。
[0122]
4)通过实验模拟出膨胀模型在患者骨盆区域的固定形态，该实验对象为气球，所述实验中气球主要从可旋转中心(股骨头中心)进行伸入后，吹气膨胀，气球膨胀后在患者髋臼缺损区域最初始产生的3个接触点，且分布于髂骨、耻骨、坐骨三个区域，即可停止膨胀。
[0123]
5)通过creaform扫描仪器对气球及其骨盆进行三维扫描，通过medraw软件分离出膨胀后的气球。
[0124]
6)基于髋臼缺损区域的入口处的尺寸设计出初始膨胀模型的尺寸。髋臼缺损区域的入口处的直径为54.69mm。初始膨胀模型的尺寸的直径为52mm。将初始膨胀模型等分为三份，即为髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块。
[0125]
7)根据膨胀后的气球外形将正向建模分区重建出膨胀模型，具体的，划分出三个接触区，相邻的接触区之间有间隔区，间隔区的间距为16π。基于三个接触区的轮廓面分别构建髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨接触面，分别基于所述髂骨接触面、坐骨接触面和耻骨接触面朝向膨胀体的模型的中心方向延伸24mm的距离以对应形成髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块。
[0126]
8)髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块之间通过滑轨和滑道滑动连接，滑轨的弧长为8.3πmm。滑道的弧长为16.6πmm。限位滑槽的弧长为8.3πmm。限位件的高度为45mm。
[0127]
9)髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块围合形成初始膨胀假体模型。髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块上的第一槽体模块围合形成柱形容纳腔，柱形容纳腔的直径为20mm。构建辅助撑开模块，辅助撑开模块的最小直径与柱形容纳腔的直径相等，最大直径为68mm。辅助撑开模块的长度为110mm。
[0128]
10)髂骨膨胀区域模块、坐骨膨胀区域模块和耻骨膨胀区域模块上的第二槽体模
块在三个集合状态下，围合形成用于容纳部分臼杯模型的第二容纳模块。
[0129]
11)在辅助撑开模块构建用于容纳剩余臼杯模型的第三容纳模块。
[0130]
综上所述，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0131]
上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。